供热管网中的大管径长距离顶管施工探讨

宫 宝，任亚磊

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司 西安分公司，陕西 西安 710000）

0 引言

市政建设随着时代的进步逐渐融合新型技术和创新性理念，以此提升施工的质量。在供热管网中广泛使用大管径长距离顶管已成为普遍趋势，其本身是一项复杂性、技术性、管理性兼备的工程，对施工人员的技术要求较严格，在实际施工中要在保证质量的基础上缩短工期。故而，本次研究中对现阶段我国大管径长距离顶管的施工技术进行研究，以期提高我国供热管网的建设水平。

1 供热管网及供热设备的特点

（1）铺设供热管网。与传统的供热方式相比，排放的废气减少、降低了大气污染。供热管网在传输介质的过程中，能够提高运输速度，高效利用能源。

（2）能够灵活调节。供热设备在不断完善自身功能同时能够根据实际使用情况调整。现阶段，供热设备在工作中实现高效率运营。

（3）供热设备的自动化水平高。设备科技水平提升的同时自动化水平也逐渐提高，可以根据使用环境进行调整，进而降低生产成本。在铺设供热管网时需要的成本投入较少，供热管网能够稳定运行且安全性也有保障［1］。因此，在供热管道顶管施工中能够合理运用城市空间布局，使供热管道在建设过程中，在不影响原有建筑物使用的基础上进行管路铺设，这对于科学规划城市布局具有一定的促进作用。

2 施工中要注意的问题

2.1 管网布局

针对供热管网施工时可能存在的各种误差，对其进行分析、识别、调整，与实际情况相结合，对其所在地的地形、气候、地下岩层结构分析，从而对未来的施工质量问题做出正确的解决措施。施工质量在一定程度上决定了供热结构的稳定性，在供热管网的施工中步骤较多，程序较为复杂，任何一个施工环节的改变都会影响管网发挥正常功能，所以为保证施工质量，在开展施工作业时均需要提前制定施工设计方案，这样才能提高施工效率，同时还要高度重视道路以及建筑物地下的结构，避免破坏建筑物的整体性，全面考虑整体影响，使供热管路网尽可能的布局合理、科学［2］。

2.2 优化主干线设计

建设供热管网时，需对管网的顶力进行计算，在管外径或推进长度增加的情况下，项目工程的投资成本也会增加。为缓解成本和铺设管网长度之间的矛盾，在建设过程中，优化主干线设计工作，以此来控制成本支出和实现对工程项目的总体把控。

顶力计算：

公式（1）中F为管壁摩擦力，NF为顶管机头正面挤压力。

顶管机头正面挤压力：

公式（2）中Dg为顶管机外径（m）；γs表示的是土的重度（kN/m3）；Hs表示的是盖层厚度（m）。

为保留充足的顶力空间，当顶力达到中继力的60%，需要下中继间，中继间压力为Pmax=31 MPa。保证实际使用中降低因外力因素，影响供热管网的稳定性。

2.3 补偿器的设计

供热管网在实际使用中会通过输送高温热水的形式实现供热。补偿器的使用在供热管网中十分重要，要根据管网设计的位置来制定相应的型号，常使用的补偿器的形式为方形、套筒等。补偿器是保证供热管网系统安全可靠运行的重要组成部分，能够有效吸收管网热胀冷缩。

3 大管径长距离顶管在施工中的实际应用

3.1 准备工作

地下管线有供热管路、供水管路等其他管路，各种线路错综复杂，因此必须提前做好施工计划，保证在施工时不影响其他管路的功能，还要做好地面沉降工作，所以要综合考虑地形、地势、建筑物、道路等方面的影响，提升顶管的距离，防止在顶进时出现道路坍塌的情况，影响施工进度。在施工前必须检查现场的排水情况，保证在一周之内，排查好现场井点降水结果，开挖顶管前需采取合理的设计和施工方案，来获得更好地安全性能。面对基坑的不均匀沉降，做好监测工作，监测人员要认真负责，保证获取的数据真实、可靠，准确将测得的数据进行记录、整理，在交班过程中交代清楚，监测工作在进行前需要专业的技术人员科学选择监测点，这样才能保证每次测得数据具有良好的准确性。加强对建筑材料的把控，管理者需要在采购完成后再次检测，确保施工过程中不会出现因材料质量问题而延误工期的情况，这样也有利于提高施工质量。在材料出厂前需进行检验，当材料到达现场后也需要管理者和材料供应商双方一起进行产品检验，检验结果符合标准后投入使用，在使用过程中还要进行抽样检查［3-4］。

3.2 基坑开挖

将土方挖至冠梁底部，深度控制在75 mm左右，再次进行挖掘，运用混凝土支撑施工，保证浇筑的上层为混凝土，逐层浇筑，保证结构在相对稳定的情况下，才能增加管网的使用寿命，结构不容易被破坏。浇筑顺序有一定的标准，要使其符合浇筑原理，满足质量要求。第三次开挖在第二道程序结束后进行，机器挖掘超过设计标高约0.2 m时，由人工继续挖掘直到设计标高到达标准位置，在此过程中规范施工人员的操作，保证施工质量，管理者要对施工进度进行定期检查。最后进行回填基坑工作，管道在原有的位置上，超过0.3 m的部分用素土回填［5］。

4 大管径长距离顶管施工方法

4.1 机头操作顺序

按照设备使用说明书进行操作，完成机头安装，设备进行试运转无误后，先开动并旋转刀盘。设备从速度较低的档位开始，后面可根据使用的熟练程度逐渐增速，通过排泥泵，将管道内所存在的泥浆抽空，保证管腔的内壁清洁。机械设备要定期检查和核对设备正常运行的参数，避免施工中机械设备出现故障仍然使用，要让设备在正常使用年限中提高其使用效率，机头的操作规范化才能保证施工过程的顺利进行，严格按照使用标准进行操作［6］。

4.2 案例分析

4.2.1 工程概况

本工程为某市供热管网项目，顶管穿越为100 m，深度为5.512 m，道路两侧的顶管在不破换原建筑物的结构上再延伸0.9 m，因其路面结构中的空气空隙较大，道路两侧在施工方案中要分别挖掘顶进坑及接收坑，顶管在施工中要固定牢固，这样才能保证后续工作不受影响，保证顶进速度及轴心偏差，确保减少不必要的成本支出，实现一次顶管成功。运用千斤顶的顶管机，最好采用液压式的千斤顶，这样可以提高施工的效率，保证工作坑的稳定性，坑壁支护采用跳板加工字钢的固定模式，保证总工期为14 d，在此期间内保证完成所有的施工工作。

4.2.2 顶管施工质量控制

顶管施工质量控制数据，见表1所列。

表1 顶管施工质量控制数据

4.2.3 地面沉降控制范围

地面沉降控制范围，见表2所列。

表2 地面沉降控制范围

4.2.4 质量管理

施工前按照建设所需采购材料。供热管网、水泥、钢筋混凝土的质量是工程质量的重要影响因素，也是施工中的重点内容，管理者要加强对建筑材料的把控，确保施工过程中不会出现因材料质量问题而延误工期的情况，这样也有利于提升施工质量。采购时尽量选择信誉度良好的材料供应商，增加材料检验环节。在选择材料时除了质量需要考虑，经济成本也需要考虑，保证材料的经济成本控制在理想范围内，尽量压缩不必要的成本支出，在使用过程中还要进行抽样检测，出现不合格材料立刻停止使用，必须保证工程质量。妥善保管材料，实际施工过程中，减少施工环节中的材料浪费现象，达到资源的合理配置，既能保证材料的质量，又能控制经济成本。在施工开展时，建立定期检查机制，在施工过程中增加检查的次数，确保工程的质量在验收阶段顺利通过检查。管理人员要以规范化的标准施工，保证施工质量，为实际使用减少潜在隐患［7］。

4.2.5 工艺流程

在项目开始前进行施工的各项准备工作，保证施工时各项工作衔接得当，然后是安装设备，将准备工作完成后再检查一遍，施工中进行导轨安装及顶级设备安装，进行开洞门和封闭环的相关工作，最后进行压浆固定，这也是整个工程中最重要的部分，固定程度决定了使用年限，在供热管网的长期使用中，会进行定期的维修，也是保证其发挥正常功能的重要条件，加固的作用是为了防止供热管网在高温情况下，管路经过高温的作用变形，所以一般会在其外部加固，保证不被外力因素影响，在地下结构中保持稳定性。

5 结束语

大管径长距离铺设有着排放废气少、运输速度快，可有效利用能源，同时还能够灵活调节的特点。另外，该种供热光管进行铺设后所应用的供热设备的自动化水平高。但是，在进行铺设中需要尤为注意管网布局及优化主干线设计问题。当今运用大管径长距离顶管进行供热网铺设能够保证质量和降低生产成本，也会实现经济效益最大化，供热管网的施工标准需要符合国家标准，所以在实际施工过程中要将各环节的质量要求严格把关，逐渐增强我国市政建设的水平，本次研究也有利于丰富供热管网建设的研究理论。